2019-2020学年新教材高中地理 第三章 地球上的大气 3.1 大气的组成与垂直分层学案 湘教版

-1-第一节大气的组成与垂直分层[学生用书P37]一、大气的组成1．干洁空气(1)氮：地球上生物体的基本成分。(2)氧：人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质，并参与有机物的燃烧、腐败和分解过程。(3)二氧化碳：绿色植物进行光合作用的基本原料，对地面起着保温作用。(4)臭氧：能强烈吸收太阳紫外线，臭氧层可保护地球上的生物免受过量紫外线的伤害；到达地面的少量紫外线具有杀菌治病的作用。2．水汽(1)分布：水平方向海洋上空高于陆地上空湿润地区上空高于干旱地区上空垂直方向：自地面向高空逐渐减少(2)作用：产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象。3．杂质(1)分布：陆地多于海洋，城市多于农村，冬季多于夏季。(2)作用使大气能见度变差作为凝结核，是成云致雨的必要条件(1)大气中的水汽和杂质含量随时间、地点、天气条件而变化。(2)人类活动会影响大气成分的变化。二、大气的垂直分层根据大气的温度、密度和运动状况，自下而上可以将其划分为对流层、平流层和高层大-2-气。1．对流层(1)范围：贴近地面的大气最低层。(2)特点①物质组成复杂，空气密度大集中了大气质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质，大气中的污染物也多集中在这一层。②对流层的高度因纬度而异在低纬度地区高17～18千米，中纬度地区高10～12千米，高纬度地区仅8～9千米。③气温随高度的升高而递减，一般高度每上升1000米，温度约下降6℃。(1)温度越高，对流层厚度越大。故同一地区夏季对流层厚度大，冬季厚度小。(2)地面是对流层大气主要的直接热源，故随高度升高气温下降。④空气对流运动显著。⑤天气现象复杂多变，云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层。⑥人类生活在对流层的底部，对流层与人类的关系最为密切。2．平流层(1)范围：自对流层顶向上至50～55千米高度。(2)特点①气温随高度的增加而迅速上升。原因：平流层中的臭氧吸收大量太阳紫外线，使大气增温。②空气主要以平流运动为主。③水汽和杂质含量很少，无云雨现象，能见度好，适合航空飞行。(1)臭氧集中在15～35千米的气层中，形成臭氧层。(2)平流层的热量来自臭氧吸收太阳紫外线。3．高层大气(1)范围：平流层顶以上的大气。(2)特点①气温随高度升高先下降后持续上升。②电离层大气处于高度电离状态，能反射无线电波，对远距离无线电通信有重要作用。③高层大气气压很低，密度很小。一、判断题1．氧是地球上生物体的基本元素。()-3-2．臭氧能强烈吸收太阳辐射中的红外线，被誉为“地球生命的保护伞”。()3．水的相变直接影响地面和大气的温度。()4．对流层的大气上部热、下部冷，有利于大气的对流运动。()5．平流层的热量主要来自平流层中的臭氧吸收大量太阳紫外线。()答案：1.×2.×3.√4.×5.√二、选择题6．对流层大气的温度随高度升高()A．逐渐升高B．先升高后降低C．逐渐降低D．先降低后升高答案：C7．下列关于平流层的叙述，正确的是()A．平流层的温度随高度升高而降低B．空气以水平运动为主C．天气现象复杂多变D．臭氧层位于30km以上答案：B8．能反射无线电波的大气层是()A．对流层B．平流层C．臭氧层D．电离层答案：D9．下列关于大气层的叙述，正确的是()A．自下而上温度越来越高B．自下而上温度越来越低C．自下而上密度越来越大D．自下而上密度越来越小答案：D10．流星现象发生在地球大气的()A．对流层B．平流层C．臭氧层D．高层大气答案：D-4-大气的组成[学生用书P38]【情景导入诱思】阅读材料，探究下列问题。地球形成之初，大气的主要成分是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨，缺少氧气，如今的大气成分是地球长期演化的结果，在短时间内不会有明显变化。但是随着人类的生产、生活等一系列活动，人类排放的大量污染物进入大气，会影响大气的成分和含量，产生大气污染，对生态系统和人类生存造成了不利影响。(1)现在大气的主要成分有哪些？并说明其主要作用。(2)举例说明人类活动对大气成分的影响，并分析由此带来的环境问题。提示：(1)干洁空气(氮、氧、二氧化碳、臭氧)、水汽和杂质等。氮是地球上生物体的基本元素；氧是人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质；二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，并且能吸收地面辐射，对地面起着保温作用；臭氧能大量吸收太阳光中的紫外线，保护地球上生物免受伤害；水汽能产生云、雨、雾、雪等天气现象，伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度；杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。(2)人类排放大量二氧化碳，导致全球气候变暖；人类排放大量的二氧化硫，导致酸雨发生；人类大量使用制冷剂，导致大气中含有大量氟氯烃，造成臭氧空洞等。【核心考点突破】大气的主要组成成分及其作用组成成分占大气体积作用干洁空气氮78%地球生物体内蛋白质的重要组成部分；是地球上生物体的基本元素氧21%人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质二氧化碳很少是绿色植物进行光合作用的基本原料，并能调节地表温度臭氧极少能大量吸收紫外线，使生物免受过多紫外线的伤害水汽很少，因时因地而异水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，直接影响地面和大气的温度固体杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件【对点跟踪训练】-5-读干洁空气的主要成分表(25km以下)，回答1～3题。气体成分体积分数(%)质量分数(%)氮(N2)7875.52氧(O2)2123.14氩(Ar)0.931.28二氧化碳(CO2)0.038(变动)0.04561.干洁空气中人类和一切生物维持生命活动所必需的物质是()A．氮(N2)B．氧(O2)C．氩(Ar)D．二氧化碳(CO2)2．对地面起到保温作用的是()A．氮(N2)B．氧(O2)C．氩(Ar)D．二氧化碳(CO2)3．低层大气中除干洁空气外，主要还有()A．臭氧(O3)B．氨气(NH3)C．甲烷(CH4)D．水汽和杂质答案：1.B2.D3.D大气的垂直分层[学生用书P39]【情景导入诱思】读大气垂直分层示意图，探究下列问题。(1)分析对流层大气的运动形式及原因。(2)分析对流层高度随纬度的变化规律及原因。(3)分析平流层适宜飞机飞行的原因。(4)分析高层大气中电离层的形成及作用。提示：(1)以对流运动为主。对流层大气上部冷，下部热，易形成对流，故对流运动显-6-著。(2)随着纬度的升高，对流层高度逐渐降低。纬度越低，气温越高，对流越旺盛，对流层所达到的高度就越高；纬度越高，气温越低，对流越不旺盛，对流层所达到的高度就越低。(3)平流层大气主要以平流运动为主；大气中水汽和杂质含量很少，无云雨现象，能见度好。(4)电离层大气受太阳紫外线和宇宙射线的作用，处于高度电离状态。作用：研究电离层，对地球上的通信、广播、全球导航、雷达探测等，都具有重要意义。【核心考点突破】1．大气的垂直分层分层高度范围主要特点特点成因与人类的关系对流层低纬：17～18km；中纬：10～12km；高纬：8～9km气温随高度的增加而降低(每升高1km气温大约下降6℃)地面是低层大气主要的、直接的热源人类就生活在对流层的底部，对流层与人类的关系最密切空气对流运动显著该层上部冷、下部热天气现象复杂多变集中了大气质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质；对流运动易成云致雨平流层自对流层顶向上至50～55km高空气温随高度升高而升高该层中的臭氧吸收太阳紫外线平流运动有利于高空飞行；臭氧层有保护地球生命的作用以平流运动为主该层大气上部热、下部冷，大气稳定无云雨现象，能见度好水汽、杂质少，气流平稳高层大气平流层顶以上的大气气温随高度增加先降低后增加；空气密度很小距地面远，受到的引力小60～500km的高空，有若干电离层，电离层能反射无线电短波，-7-对无线电通信有重要作用2.逆温现象(1)逆温现象的几种情况在对流层中，气温是随着海拔的升高而逐渐降低的，但在某些特殊的情况下，对流层气温会出现下列情况：①海拔上升，气温升高。②海拔每上升1000米，气温下降幅度小于6℃，这就是逆温现象。如下图所示，图中甲属于情况②，乙、丙、丁属于情况①。(2)逆温现象对人类生产、生活的影响①出现多雾天气。早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系，它使能见度降低，给人们的出行带来不便，甚至造成交通事故。②加剧大气污染。由于逆温现象的存在，空气垂直对流受阻，就会使近地面污染物不能及时扩散，从而危害人体健康。如果位于盆地内，将会更加严重。③对航空造成影响。逆温现象如果出现在低空，多雾天气给飞机起降带来麻烦。而逆温现象如果出现在高空，却对飞机飞行极为有利，因为逆温现象的出现会阻碍空气垂直对流运动，飞机在飞行中不会有大的颠簸，飞行平稳。【对点跟踪训练】中国首枚X射线天文望远镜“慧眼”在550km高的近地圆轨道上，成功监测到引力波源所在的天区，参与监测首个引力波电磁对应体。下图为大气的垂直分层示意图。据此回答1～2题。-8-1．影响对流层大气气温垂直变化的主要原因是()A．大气对太阳辐射有削弱作用B．地面是大气主要的、直接的热源C．高山地区海拔高，空气稀薄D．地面对太阳辐射有反射作用2．“慧眼”望远镜运行轨道所处大气层的特点是()A．气温随高度的增加而递减B．对流现象显著，多云雨天气C．气流平稳，天气晴朗，有利于飞机飞行D．存在电离层，可反射无线电波解析：第1题，在对流层，地面是大气主要的、直接的热源，海拔越高，距离地面越远，大气吸收地面辐射的能量越少，气温越低，B正确。第2题，由材料并结合图可知，“慧眼”望远镜运行轨道所处大气层为高层大气，存在电离层，可反射无线电波，D正确。气温随高度的增加先降低后增加；对流现象显著，多云雨天气为对流层的特征；气流平稳，天气晴朗，有利于飞机飞行为平流层的特征。故A、B、C错误。答案：1.B2.D[学生用书P40]考点一大气的组成1．下列关于大气中二氧化碳作用的叙述，正确的是()A．能吸收太阳光中的紫外线，增加大气温度-9-B．能分解氧分子与氮分子为原子，使大气强烈增温C．能吸收并放射长波辐射，对地面起到保温作用D．能反射和散射太阳辐射，增加大气温度解析：选C。二氧化碳能强烈吸收地面长波辐射，使气温升高，对地面有保温作用。2．关于大气成分的叙述，正确的是()A．低层大气是由氮气、氧气和二氧化碳等气体组成B．氮气是大气中最重要的温室气体C．臭氧大量吸收紫外线，被誉为“地球生命的保护伞”D．杂质主要分布在高空，是成云致雨的必要条件解析：选C。大气是多种气体的混合物，低层大气是由干洁空气、水汽和固体杂质组成，故A错误；二氧化碳是大气中最重要的温室气体，能强烈吸收长波辐射，故B错误；臭氧能大量吸收紫外线，保护地球上的生命免受过量紫外线的伤害，被誉为“地球生命的保护伞”，故C正确；杂质几乎全部分布在对流层大气，故D错误。考点二大气的垂直分层读大气垂直分层示意图，回答3～4题。3．图中能正确表示大气层气温垂直变化的曲线是()A．①B．②C．③D．④4．下列关于大气对流层特点的描述，正确的一组是()①气温随高度升高而降低②空气对流运动显著③低纬地区厚度小于高纬地区④天气现象复杂多变A．①③B．①②④C．②③④D．①②③④解析：第3题，Ⅰ层为对流层，气温随高度的增加而降低；Ⅱ层是平流层，气温随高度的增加而升高，在平流层顶部气温约为0℃；在Ⅲ层中气温先降后升。故②曲线能正确表示大气层气温的变化。正确答案是B。第4题，对流层大气的直接热源是地面，故气温随高度升-10-高而降低，①正确；空气上冷下热，故对流运动显著，②正确；纬度高低不同，气温的差异导致了对流运动的高度不同，故低纬地区对流层厚度大于高纬地区，③错误；对流运动旺盛，且该层集中了大量的水汽和固体杂质，容易成云致雨，天气现象复杂多变，④正确。正确答案是B。答案：3.B4.B2016年入冬以来，雾霾天气在我国频繁出现，空气质量问题已引起全社会高度关注。下图是气温垂直分布的四种情形。读图回答5～6题。5．假设四幅气温垂直分布图反映了一次雾霾天气的生消过程，则正确反映雾霾天气生消过程的是()A．①→②→③→④B．④→①→②→③C．③→④→①→②D．②→③→④→①6．